CN221614641U - 一种ovp过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种OVP过压保护电路，包括输入端、输出端、场效应管Q2、三极管Q1、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2及电容C1，场效应管Q2的源极与输入端相连、漏极与输出端相连、栅极与三极管Q1的集电极相连并接地；三极管Q1的发射极连接于场效应管Q2的源极与输入端之间，稳压二极管DZ1的阴极分别与三极管Q1的基极及输入端相连、其阳极接地；电容C1连接于三极管Q1的集电极与场效应管Q2的源极之间；稳压二极管DZ2并联于场效应管Q2的栅极与源极之间，稳压二极管DZ2的阴极与场效应管Q2的源极相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及过压保护技术领域，特别涉及一种OVP过压保护电路。
背景技术
过压保护，是指被保护线路电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。过压保护电路是解决过压的问题的必要电路，现有的过压保护电路虽能起到保护电源及负载的作用，但在过压状态下，上电或断电时，会出现瞬间导通现象，如附图1，从而在瞬间对电路器件造成损坏、可靠性不高。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种OVP过压保护电路，解决在过压状态下上电和断电瞬间，供电输入端与输出端导通的问题，提高OVP过压保护电路的可靠性。
本实用新型通过以下技术方案实现：
一种OVP过压保护电路，包括输入端、输出端、场效应管Q2、三极管Q1、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2及电容C1，所述场效应管Q2的源极与所述输入端相连、漏极与所述输出端相连、栅极与三极管Q1的集电极相连并接地；所述三极管Q1的发射极连接于所述场效应管Q2的源极与所述输入端之间，所述稳压二极管DZ1的阴极分别与所述三极管Q1的基极及输入端相连、其阳极接地；所述电容C1连接于所述三极管Q1的集电极与场效应管Q2的源极之间；稳压二极管DZ2并联在所述场效应管Q2的栅极与源极之间，所述稳压二极管DZ2的阴极与所述场效应管Q2的源极相连；其中，所述稳压二极管DZ1的稳定工作电压大于输入电压的正常值、且小于输入电压的过压阈值。
进一步地，所述三极管Q1为PNP三极管；所述场效应管Q2为PMOS管。
进一步地，所述三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极的公共端通过电阻R3接地。
进一步地，所述稳压二极管DZ1的阴极与三极管Q1的基极之间串联有电阻R2。
进一步地，所述稳压二极管DZ1的阴极与所述输入端之间串联有电阻R1。
与现有技术相比，本实用新型技术方案在输入电压过压时，能够很好的防止上电瞬间和断电瞬间，场效应管的短暂导通，从而有效的对DC电源进行过压保护，确保负载电子元器件不被过高的电压瞬间损坏。
附图说明
图1是现有过压保护电路在过压状态下上电和断电时MOS管三极的电压波形图。
图2是本实用新型实施例提供的一种OVP过压保护电路的原理图；
图3是本实用新型实施例提供的增加电容前后场效应管三个引脚在通电瞬间与断电瞬间的电压波形对比(输入电压正常状态下)；
图4是本实用新型实施例提供的增加电容前后场效应管三个引脚在通电瞬间与断电瞬间的电压波形对比(输入电压过压状态下)。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参阅图1，一种OVP过压保护电路，包括输入端Uin、输出端Uout、场效应管Q2、三极管Q1、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2及电容C1。场效应管Q2的源极与输入端Uin相连、漏极与输出端Uout相连、栅极与三极管Q1的集电极相连并接地。三极管Q1的发射极连接于场效应管Q2的源极与输入端Uin之间，稳压二极管DZ1的阴极分别与三极管Q1的基极及输入端相连、其阳极接地。稳压二极管DZ2并联在场效应管Q2的栅极与源极之间，稳压二极管DZ2的阴极与场效应管Q2的源极相连。电容C1连接于三极管Q1的集电极与场效应管Q2的源极之间。
输入端Uin电压正常时：
电路上电瞬间，电容C1瞬间导通，场效应管Q2的源极S与栅极G的电压相同，即Us＝Ug＝Uin，场效应管Q2截止。稳压二极管DZ1的稳定工作电压大于输入端Uin的电压，三极管Q1的基极和发射极电压相等，即Ub＝Ue＝Uin，三极管Q1截止。电容C1对地放电，将场效应管Q2的栅极电压Ug降至Uin-Udz2，场效应管Q2的栅极电压Ug低于源极电压Us，直至低至满足场效应管Q2的导通条件时，场效应管Q2延迟导通，输入端Uin正常给输出端Uout供电，从而给负载正常供电。若输入端Uin电压在正常上电工作中途过压，输入端Uin电压大于稳压二极管DZ1的稳定工作电压，三极管Q1的基极电压Ub＝Uin-Udz1，发射极电压Ue大于基极电压Ub，三极管Q1导通，Uce约等于0，即Ugs约等于0，从而使得场效应管Q2截止，电路起到过压保护的作用。
断电时，电容C1通过稳压二极管DZ2对地放电，保持Us大于Ug，即场效应管Q2继续保持导通，输出电压同步下降。
输入端Uin电压过压时：
瞬间上电时，电容C1瞬间导通，场效应管Q2的源极S与栅极G的电压相同，即Us＝Ug＝Uin，场效应管Q2截止，从而确保断开输入端Uin对输出端Uout的供电，进而有效的避免了瞬间上电的过压电源对负载的电子元器件造成损坏。输入端Uin电压过压时，输入端Uin电压大于稳压二极管DZ1的稳定工作电压，三极管Q1的基极电压Ub＝Uin-Udz1，发射极电压Ue大于基极电压Ub，三极管Q1导通，即Uc＝Ue＝Uin＝Ug＝Us，场效应管Q2继续保持截止，整个电路起到过压保护的作用。
断电瞬间，电容C1两端电压为Uin，三极管Q1还处于导通状态，电容C1通过三极管Q1对地放电，保持Us＝Ug，确保场效应管Q2的截止状态，确保有效的过压保护。
本实施例中，三极管Q1为PNP三极管；场效应管Q2为PMOS管。三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极的公共端通过电阻R3接地，稳压二极管DZ1的阴极与三极管Q1的基极之间串联有电阻R2，稳压二极管DZ1的阴极与输入端Uin之间串联有电阻R1。
参阅图2及图3，通过波形对比更直观的看场效应管Q2三极的电压变化。
未增加电容C1：输入端Uin的电压值为正常范围，瞬间上电时，场效应管Q2的栅极电压Ug＝Uin-Udz2，场效应管Q2的源极电压Us＝Uin，Ug＜Us，可见，在瞬间上电时，场效应管Q2即为导通，此时，由于输入端Uin的电压值为正常范围，场效应管Q2在上电的瞬间就导通对与输出端Uout相连的负载的电子元器件无可预见的损伤。输入端Uin的电压值过压，瞬间上电时，Ud先由0升到约等于Uin，过压保护电路再起到过压保护作用，控制场效应管Q2截止，Ud恢复等于0。输入端Uin的电压值过压的状态下，瞬间上电时控制场效应管Q2导通，Ud过压对于负载的电子元器件造成损伤。
增加了电容C1：输入端Uin的电压值为正常范围，瞬间上电时，Ug＝Us＝Uin，场效应管Q2截止，随后三极管截止，Ug电压下降，场效应管Q2导通，输入端Uin延迟给输出端Uout供电。输入端Uin的电压值过压时，瞬间上电时，Ug＝Us＝Uin，场效应管Q2截止，随后三极管Q1导通，场效应管Q2继续保持截止。
可以理解的是，本实施例的过压保护电路，无论上电瞬间的输入电压超过过压阈值还是在正常范围，均先控制场效应管Q2截止，随后电路判断输入电压为正常范围，则三极管截止控制场效应管Q2导通，若判断输入电压过压，则三极管Q1导通，控制场效应管Q2继续截止，从而确保有效的过压保护。
继续参阅图2及图3，断电瞬间，输入端Uin的电压值为正常范围，无论是否设置有电容C1，场效应管Q2的漏极电压均逐渐降低。而当输入端Uin的电压值过压时，未增加电容C1，场效应管Q2的漏极电压Ud瞬间约等于Uin，即场效应管Q2在断电瞬间短时间导通，该过压电压对负载的电子元器件造成损伤。增加电容C1，断电瞬间Ug＝Us＝Uin，场效应管Q2保持截止，有效的对负载进行过压保护。
本实用新型的OVP过压保护电路，在输入电压过压时，能够很好的防止上电瞬间和断电瞬间，场效应管的短暂导通，从而有效的对DC电源进行过压保护，确保负载电子元器件不被过高的电压瞬间损坏。
上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种OVP过压保护电路，其特征在于，包括输入端、输出端、场效应管Q2、三极管Q1、稳压二极管DZ1、稳压二极管DZ2及电容C1，所述场效应管Q2的源极与所述输入端相连、漏极与所述输出端相连、栅极与三极管Q1的集电极相连并接地；所述三极管Q1的发射极连接于所述场效应管Q2的源极与所述输入端之间，所述稳压二极管DZ1的阴极分别与所述三极管Q1的基极及输入端相连、其阳极接地；所述电容C1连接于所述三极管Q1的集电极与场效应管Q2的源极之间；稳压二极管DZ2并联于所述场效应管Q2的栅极与源极之间，所述稳压二极管DZ2的阴极与所述场效应管Q2的源极相连；
其中，所述稳压二极管DZ1的稳定工作电压大于输入电压的正常值、且小于输入电压的过压阈值。
2.根据权利要求1所述的一种OVP过压保护电路，其特征在于，所述三极管Q1为PNP三极管；所述场效应管Q2为PMOS管。
3.根据权利要求1所述的一种OVP过压保护电路，其特征在于，所述三极管Q1的集电极与场效应管Q2的栅极的公共端通过电阻R3接地。
4.根据权利要求1所述的一种OVP过压保护电路，其特征在于，所述稳压二极管DZ1的阴极与三极管Q1的基极之间串联有电阻R2。
5.根据权利要求1所述的一种OVP过压保护电路，其特征在于，所述稳压二极管DZ1的阴极与所述输入端之间串联有电阻R1。
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